27 de noviembre de 2023

PIONEROS DE LA COHETERÍA NORTEAMERICANA - ROBERT HUTCHINGS GODDARD

 

 

 

Físico estadounidense, nacido en Worcester, Massachusetts, el 5 de octubre de 1882 y fallecido en Baltimore, el 10 de agosto de 1945. Pionero de la cohetería norteamericana, estudioso teórico y experimental. A Goddard se debe la invención y construcción del primer cohete que voló a combustible líquido de la historia.

 

Goddard inicio su interés por el espacio cuando leyó la novela de H. G. Wells, “La Guerra de los Mundos” tenía 16 años. Su vocación por los cohetes se iniciaría el 19 de octubre de 1899. Mientras subía a un cerezo para podar sus ramas, imaginó, y más tarde escribió, "qué maravilloso sería construir algún dispositivo que tuviera la posibilidad de ascender a Marte, y cómo parecería en una escala diminuta, si se elevase desde la pradera a mis pies.

 

Graduado en física en 1911 en la Clark University de Worcester (Massachusetts), Goddard realizó allí una larga carrera universitaria donde enseñó hasta su muerte.

 

Desde los años de escuela superior, se sintió atraído por los estudios de la propulsión y en 1914 registró la primera patente de un cohete multi-etapa. Pocos años después, en 1919, publicó su clásico tratado Un método para alcanzar alturas extremas (A Method of Reaching Extreme Altitudes), donde teorizó sobre la necesidad de desarrollar la propulsión cohete para viajar más allá de la atmósfera y adelantó la idea de realizar, con el mismo método, un viaje Tierra-Luna.

 

Este trabajo, publicado por cuenta de la Smithsonian Institution, le valió un pequeño premio. En los años siguientes, Goddard inició el ensayo de vehículos, primero con propulsante sólido y luego con combustibles líquidos. Intuyó que estos últimos eran el camino a seguir para elaborar una tecnología eficiente y adecuada para el desarrollo de los futuros vuelos espaciales. A igualdad de peso, el combustible líquido daba un impulso total (el producto del empuje por el tiempo durante el cual se aplica éste) mayor que el combustible sólido. Y así Goddard pensó en conservar en dos depósitos separados oxígeno líquido y gasolina y mezclarlos en la cámara de combustión del motor produciendo el empuje.



 

Con esta técnica, el 16 de marzo de 1926, en una llanura cerca de Auburn, Massachusetts, hizo volar el primer ingenio a combustible líquido de la historia. A decir verdad, no tenía nada de los modernos diseños aerodinámicos, y estaba constituido por una red de tubos unidos a la cámara de combustión. El artefacto voló durante dos segundos y medio, y alcanzó una altura de apenas 12 metros. Terminó cayendo en un campo de coles.

 

En su diario Goddard escribió: "El primer vuelo con un cohete usando propelentes líquidos se realizó ayer en la granja de la Tía Effie". El cohete, que se denominaba "Nell" y tenía el tamaño de un brazo humano, sería la demostración que los propulsores de combustible líquido era posible.

 

Este primer experimento le valió una contribución de la Smithsonian Institution, gracias a la cual Goddard pudo dedicarse al problema de la estabilización en vuelo del misil. En 1929, el aviador Charles A. Lindbergh, que había realizado hacía poco la histórica travesía New York-París, atraído por los estudios de Goddard, fue a buscarle y le procuró otra contribución de la fundación Guggenheim. Gracias a estas ayudas Goddard se mudó a un rancho en New México, cerca de la ciudad de Roswell, donde pudo instalar una verdadera base de lanzamiento. Allí, con la ayuda de un grupo de colaboradores, puso a punto el sistema giroscópico de estabilización de los cohetes en vuelo y las bombas para forzar los líquidos hacia la cámara de combustión.

 

Sus modelos, aunque de pequeñas dimensiones, algunos metros de altura y unos centenares de kg de peso, fueron una reproducción en escala reducida de los modernos lanzadores.

 

Goddard y su primer cohete de combustible líquido - 16 de marzo de 1926.

 

Goddard era suspicaz con otros y solía trabajar solo, lo que limitaba el efecto de su trabajo. Su carácter insociable fue el resultado de las duras críticas que recibió de los medios de comunicación y otros científicos, que dudaron de la viabilidad del viaje en cohete por el espacio. Después de uno de sus experimentos en 1929, un periódico local de Worcester llevaba como título "El cohete lunar falla su objetivo por 238.799 ½ millas."


 

En 1935 uno de ellos superó los 2.000 metros de altura, alcanzando casi velocidades supersónicas (880 km/h). En 1936, Goddard pudo expresar en el tratado “El desarrollo del misil de combustible líquido” (Liquid Propellant Rocket Development) los principales resultados de su actividad. Sin embargo, el gobierno americano, a pesar de los éxitos y las más de 200 patentes obtenidas poco a poco por Goddard, nunca tomó en serio la actividad de este pionero solitario, si se exceptúa la adquisición de una de sus invenciones de donde surgió el bazooka.

 

Irónicamente, fue la Alemania nazi la que se interesó por sus investigaciones. Wernher von Braun confió en los planos de Goddard cuando desarrolló los cohetes V-2 durante la Segunda Guerra Mundial. Antes de 1939, científicos alemanes entrarían en contacto con Goddard ocasionalmente para hacerle preguntas técnicas. En 1963, von Braun dijo sobre Goddard: "sus cohetes... pueden haber sido algo toscos para los estándares actuales, pero encendieron el camino e incorporaron muchas características usadas en nuestros cohetes y vehículos espaciales más modernos".

 

Goddard fue el centro de una operación de espionaje famosa que implicaba a la agencia de inteligencia alemana, Abwehr y un espía llamado Nikolaus Ritter. Como jefe de las operaciones en los Estados Unidos de la agencia, Ritter reclutó a una persona que se infiltró en el círculo íntimo de Goddard, filtrando sus descubrimientos a los alemanes.

 

Goddard fue el centro de una operación de espionaje famosa que implicaba a la agencia de inteligencia alemana, Abwehr y un espía llamado Nikolaus Ritter. Como jefe de las operaciones en los Estados Unidos de la agencia, Ritter reclutó a una persona que se infiltró en el círculo íntimo de Goddard, filtrando sus descubrimientos a los alemanes.

 



Después de que su oferta para desarrollar cohetes para el Ejército fuera rechazada, Goddard trasladó su interés principal en el trabajo de aeronaves experimentales para la Armada de los Estados Unidos. Tras finalizar la guerra, Goddard pudo examinar los V-2 alemanes capturados, cuyos componentes pudo reconocer. Sin embargo, Goddard no diseñaría más cohetes.

 

En 1945 se enteraría de que tenía un cáncer de garganta y moriría ese año el 10 de agosto en Baltimore, Maryland. Fue enterrado en el Hope Cementery en su ciudad natal de Worcester.

 

Sólo después se le reconocieron gloria y honores. El Centro de Vuelo Espacial Goddard, establecido en 1959, recibió su nombre en su honor. Un total de 214 patentes les fueron concedidas por su trabajo. La compensación por el uso de sus patentes, un millón de dólares, fue cobrado por su esposa Esther Cristine Kisk recién en el año 1960. El 17 de julio de 1969, un día después del lanzamiento del Apolo 11, el periódico The New York Times publicó una breve entrada con el título de "Una corrección", resumiendo una editorial de 1920 que se burlaba de las propuestas de Goddard, y concluyendo: "La investigación y experimentación adicionales han confirmado los resultados de Isaac Newton en el siglo XVII y ahora se establece definitivamente que un cohete puede funcionar en el vacío tan bien como en una atmósfera. The Times lamenta el error."

 

Cohetes experimentados por Goddard



 

Goddard 1:

 

Primer cohete de combustible líquido del mundo.

Lanzado entre 16 de Marzo de 1926 y el 3 de Abril de 1926.

 

Goddard 2:

 

Después de varias pruebas que indicaban que el modelo era demasiado pequeño para permitir mejoras, Goddard decidió construir un cohete veinte veces más grande. En 1926 construyó una nueva torre, y desarrolló los reguladores de flujo, la inyección múltiple de líquido en las grandes cámaras de combustión, distintos medios para la medición de la presión y la fuerza de elevación, el encendido disparado eléctricamente, y la placa giratoria para provocar la rotación del cohete.

 

Goddard 3:

 

Realmente este es el primer cohete con motor de combustible líquido. Longitud 3,5 metros, diámetro máximo de 0,66 metros, peso 32 libras, 14 libras de gasolina; oxígeno líquido 11 libras, el peso total era de 26 Kg. Lanzado entre el 26 de Diciembre de 1928 y el 17 de Julio de 1929. Carga útil: 1,00 kg (2,20 libras) a una distancia de 62 metros.



 

Goddard 4:

 

Cohete que utilizó propulsores de oxígeno líquido (Lox) y gasolina, carcasa, y mando a distancia para dirigir el aparato. 40 Kg de masa y Carga útil: 1.00 kg (2,20 libras) desplazados a una altitud de 610 metros.

  • Altura: 3,00 m (9,80 pies).
  • Diámetro: 0,30 m (0,98 pies).
  • Apogeo: 610 km (370 millas).
  • Lanzado entre el 30 de Diciembre de 1930 y el 27 de Octubre de 1931.

 

Goddard A:

 

En los cohetes de la serie A, Goddard empleó alimentación de presión simple, control giroscópico por medio de paletas, y paracaídas. Los cohetes de esta serie tenían un promedio de longitud de 4,11 m a 4,65 m, y su peso en vacío variaba de 26 kg a 39 kg. Lanzado entre 16 de Febrero de 1935 y 29 de Octubre de 1935.


 

Goddard K:

 

Este consistió en diez pruebas buscando el desarrollo de un motor más potente, 10 pulgadas de diámetro. Peso del cohete, de 102 Kg, peso de los combustibles, 20 a 30 Kg según la serie.

 

Goddard L-A:

 

Pruebas del Goddard L, sección A, cubriendo el desarrollo de un cohete de nitrógeno a presión de 10 pulgadas, con motores basados en la serie K y que voló entre el 11 de Mayo y el 7 de Noviembre de 1936 (de L1 a L7). La longitud de la serie de cohetes L, Sección A varió entre 10 pies y 11 pulgadas, a 13 pies 6 y ½ pulgadas, diámetro de 18 pulgadas, peso en vacío 120 a 202 kg; peso de carga desde 295 hasta 360 libras; peso del oxígeno 78 libras; peso de la gasolina 84 libras; peso del nitrógeno, 4 libras.

  • Peso bruto: 163 kg (359 libras).
  • Altura: 4,12 m (13,51 pies).
  • Diámetro: 0,46 m (1,50 pies).
  • Empuje: 2,75 kN (618 libras).




 

Goddard L-B:

 

La serie LB fue probada con cámaras de 5.75 pulgadas de diámetro con combustibles de distintas volatilidades, se desarrolló la inclinación la tapa de liberación del paracaídas, se realizaron pruebas de diversas formas de exposición de paletas móviles, se probaron paletas de retráctiles y un paracaídas de tejido fuerte. La serie se probó desde el 24 noviembre de 1930 al 19 mayo de 1937 (L8, L15). Los resultados finales de la sección B de la serie L mostraron dos pruebas de estabilidad y seis intentos de pruebas de vuelo, todo lo cual dio lugar a vuelos. Promedio de intervalo entre las pruebas de 22 días.

  • Altura: 5,07 m (16,63 pies).
  • Diámetro: 0,23 m (0,75 pies).

 

Goddar L-C:

 

La serie L, Sección C de cohetes, incluye la construcción de tanques ligeros, tubos de cola movibles (es decir, en ángulo o cardán) en dirección, catapulta de lanzamiento, y el desarrollo del método de presión de tanque de nitrógeno líquido. Las longitudes varían entre 17 pies 4.25 pulgadas a 18 pies y 5.75 pulgadas, diámetro de 9 pulgadas, peso en vacío variaba entre 80 y 109 libras, peso cargado cerca de 170 libras o más, la empuje en las pruebas estáticas varió de 228 libras a 477 libras; velocidades de chorro entre 3960 y 5340 pies/s. La serie se probó desde el 28 de Julio de 1937 al 8 de Septiembre de 1938.

 

Goddard P-C:

 

La sección de pruebas C se probó desde el 10 de octubre de 1941 y representa las pruebas finales de vuelos de cohetes de Goddard. La serie de veinticuatro ensayos estáticos y de vuelo (P13-P36) se hizo con cohetes de gran capacidad de combustible, con motores de cohetes, bombas y turbinas desarrolladas anteriormente. Estos cohetes tenían un promedio de casi 22 pies de largo y 18 pulgadas de diámetro. Pesaban en vacío desde 190 hasta 240 libras. La carga de oxígeno líquido era de alrededor de 140 libras de media, y 112 libras de la gasolina, lo que hace que estos cohetes llevaran una carga de "un cuarto de tonelada".

  • Peso bruto: 220 kg (480 libras).
  • Altura: 6,70 m (21,90 pies).
  • Diámetro: 0,46 m (1,50 pies).
  • Empuje: 3,04 kN (683 libras).

 

Fuente: https://www.esga.mil.ar - Revista Nº 9 - Junio 2015